BRPI0618266A2 - method of separating a mixture, and an industrial unit for separating a mixture comprising water, oil and gas - Google Patents
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Abstract
MéTODO DE SEPARAçãO DE UMA MISTURA, E UMA UNIDADE INDUSTRIAL PARA SEPARAR UMA MISTURA COMPREENDENDO áGUA, óLEO E GáS. A presente invenção refere-se a um fluido que é misturado sepa- rado de uma corrente de poço de petróleo e compreende água, óleo e gás. A mistura compreendendo o fluido é levada para um separador (3) e deixada separar em uma fase aquosa e uma fase oleosa/fluida. A fase aquosa limpaé removida do dito separador (3) por uma saída para água. A fase oleosa/fluida é submetida a uma etapa de separação, que separa a fase oleosa/fluida em uma fase oleosa e uma fase gasosa, de cuja fase gasosa o fluido é recuperado por uma etapa de condensação e reciclado para a mistura. O separador é um separador líquido - líquido/gás (3), no qual a pressão é na faixa de de 50 a 2500 KPa (0,5 a 25 bar), enquanto que a mistura compreendendo o dito fluido é separada na dita fase aquosa e em uma fase oleo- sa/fluida.METHOD OF SEPARATING A MIXTURE, AND AN INDUSTRIAL UNIT TO SEPARATE A MIXTURE UNDERSTANDING WATER, OIL AND GAS. The present invention relates to a fluid that is mixed separately from an oil well stream and comprises water, oil and gas. The mixture comprising the fluid is taken to a separator (3) and allowed to separate in an aqueous phase and an oil / fluid phase. The clean aqueous phase is removed from said separator (3) by a water outlet. The oil / fluid phase is subjected to a separation step, which separates the oil / fluid phase into an oil phase and a gas phase, the gas phase of which the fluid is recovered by a condensation step and recycled to the mixture. The separator is a liquid - liquid / gas separator (3), in which the pressure is in the range of 50 to 2500 KPa (0.5 to 25 bar), while the mixture comprising said fluid is separated in said aqueous phase and in an oil / fluid phase.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DESEPARAÇÃO DE UMA MISTURA, E UMA UNIDADE INDUSTRIAL PARASEPARAR UMA MISTURA COMPREENDENDO ÁGUA, ÓLEO E GÁS"Patent Descriptive Report for "METHOD FOR DISASSEMBLING A MIX, AND AN INDUSTRIAL UNIT TO SEPARATE A MIX UNDERSTANDING WATER, OIL AND GAS"
A presente invenção refere-se a um método de separação deuma mistura, cujo método compreende as etapas de: misturar um fluido namistura; conduzir a mistura compreendendo o fluido, por um duto de entrada,para um separador; deixar que a mistura compreendendo o fluido se separeno separador, em uma fase aquosa e uma fase oleosa/fluida; remover a faseaquosa do dito separador, por meio de uma saída para água, e a fase oleo-sa/fluida, por pelo menos uma saída para óleo/fluido; e submeter a fase ole-osa/fluida a uma etapa de separação, separando a fase oleosa/fluida emuma fase oleosa e uma fase gasosa, de cuja fase gasosa o fluido é recupe-rado por uma etapa de condensação e reciclado para injeção na mistura.The present invention relates to a method of separating a mixture, which method comprises the steps of: mixing a mixing fluid; conducting the mixture comprising the fluid through an inlet duct into a separator; allowing the mixture comprising the fluid to separate separator into an aqueous phase and an oil / fluid phase; removing the fascia from said separator by means of a water outlet and the oil-out / fluid phase by at least one oil / fluid outlet; and subjecting the oil / fluid phase to a separation step by separating the oil / fluid phase into an oil phase and a gas phase, from which the gas phase the fluid is recovered by a condensation step and recycled for injection into the mixture. .
Um método desse tipo é descrito na patente GB 1 364 942, diri-gida às lamas de refinaria de remoção de óleo e água, por uso de hidrocar-bonetos leves. Essas lamas existem em refinarias de petróleo e compreen-dem sedimentos nos tanques, resíduos de substâncias químicas, emulsões,pó de catalisador gerado durante anos e água e óleo. As lamas de refinariasão postas em contato com hidrocarbonetos leves, para obter uma separa-ção de fases de óleo de sólidos e de uma fase de água - sólidos. O separa-dor age nas fases que não são sólidas ou líquidas, e o fluido adicionado àmistura é mantido no estado líquido até a etapa de separação final, na qual ofluido é aquecido a uma temperatura na faixa de 135 - 199°C e deixado parase separar do óleo em uma torre de fracionamento. Esse método requeruma quantidade de energia considerável e não é adequado para misturastendo um alto teor de água.Such a method is described in GB 1 364 942, directed to oil and water removal refinery sludge by use of light hydrocarbons. These sludges exist in oil refineries and comprise sediment in tanks, chemical residues, emulsions, catalyst dust generated for years and water and oil. Refinery sludge is brought into contact with light hydrocarbons to obtain a separation of oil phases from solids and from a water phase - solids. The separator acts on non-solid or liquid phases, and the fluid added to the mixture is kept in the liquid state until the final separation step, in which the fluid is heated to a temperature in the range 135 - 199 ° C and left to stand. separate from the oil in a fractionation tower. This method requires a considerable amount of energy and is not suitable for mixing with a high water content.
O pedido de patente EP 0 963 228 B1 descreve um processopara extração de contaminantes de hidrocarbonetos dispersos e dissolvidosde água. Um fluido é injetado na água contaminada com hidrocarbonetos,antes da água ser tratada em um hidrociclone. O fluido é um condensado apartir de gás natural e é mantido em forma líquida durante o processo, demodo que o hidrocarboneto e o fluido possam formar uma única fase líquida.Conseqüentemente, o processo tem que ser conduzido a altas pressões depelo menos 3MPa (30 bar) ou mais. Comparado com os processos anterio-res, o processo descrito no pedido de patente EP 0 963 228 B1 é capaz detratar uma grande quantidade de água contaminada e é capaz de limpar aágua a ser descarregada, para que tenha um teor de impurezas não exce-dendo 40 ppm. E o pedido de patente internacional WO 98/37941 descreveum processo para a extração simultânea de contaminantes de hidrocarbone-tos dispersos e dissolvidos de água.EP 0 963 228 B1 describes a process for extracting dispersed and dissolved hydrocarbon contaminants from water. A fluid is injected into hydrocarbon contaminated water before the water is treated in a hydrocyclone. The fluid is a condensate from natural gas and is kept in liquid form during the process so that the hydrocarbon and fluid can form a single liquid phase. Consequently, the process must be conducted at high pressures by at least 3MPa (30 bar). ) or more. Compared with previous processes, the process described in EP 0 963 228 B1 is capable of detrimentally contaminating a large amount of water and is capable of cleaning the water to be discharged so that it has no impurity content. 40 ppm. And international patent application WO 98/37941 describes a process for the simultaneous extraction of dispersed and dissolved hydrocarbon contaminants from water.
Um objetivo da presente invenção é proporcionar um método euma unidade industrial, nos quais o meio ambiente é preservado da libera-ção de óleo, sem dispêndio de quantidades relativamente grandes de ener-gia no processo de limpeza.An object of the present invention is to provide an industrial unit method in which the environment is preserved from oil release without expending relatively large amounts of energy in the cleaning process.
Com atenção voltada para isso, o método de acordo com a in-venção é caracterizado pelo fato de que a mistura é separada de uma cor-rente do poço de petróleo e compreende água, óleo e gás, que o dito sepa-rador é um separador de líquido - líquido/gás, no qual a pressão é na faixade 50 KPa a 2500 KPa (de 0,5 bar a 25 bar), enquanto que a mistura com-preendendo o dito fluido é separada na dita fase aquosa e em uma fase ole-osa/fluida.With particular attention to this, the method according to the invention is characterized by the fact that the mixture is separated from an oil well stream and comprises water, oil and gas, that said separator is a liquid / gas separator, wherein the pressure is in the range 50 KPa to 2500 KPa (from 0.5 bar to 25 bar), while the mixture comprising said fluid is separated into said aqueous phase and a oil / fluid phase.
Durante a produção de petróleo e gás, a corrente do poço com-preende água, óleo e gás, e a corrente do poço é tipicamente submetida aum processo de separação inicial, para separá-la em uma fase oleosa/fluidae uma mistura compreendendo água, óleo e gás. Essa mistura, que tem umalto teor de água e pode conter até, por exemplo, 1.500 ppm de óleo, nãopode ser liberada para o meio ambiente, sem ser submetida à separação oulimpeza adicional. O método de injetar um fluido condensado na mistura,para capturar óleo por uma mistura líquido - líquido de óleo e fluido, voltou aser bem-adequada para misturas tendo altos teores de água. E a recupera-ção do fluido para recirculação, antes da água limpa ser retornada para oreservatório ou mar, é uma vantagem ambiental clara, tanto porque o fluidonão é liberado em maiores quantidades para o meio ambiente, quando re-cursos não são gastos por adição de novo fluido; A presente invenção propi-cia uma limpeza da água gerada em uma produção de petróleo e gás, a umnível no qual o teor de impurezas na forma de óleo é próximo de zero, oupelo menos tão baixo quanto 10 ou 5 ppm.During oil and gas production, the well stream comprises water, oil and gas, and the well stream is typically subjected to an initial separation process to separate it into an oil / fluid phase a mixture comprising water, oil and gas. Such a mixture, which has a high water content and may contain up to, for example, 1,500 ppm of oil, cannot be released into the environment without further separation or cleaning. The method of injecting a condensed fluid into the mixture to capture oil by a liquid-oil-fluid mixture has been found to be well suited for mixtures having high water contents. And the recovery of recirculating fluid before clean water is returned to the reservoir or sea is a clear environmental advantage, because fluid is not released to the environment in larger quantities when resources are not spent by addition. again fluid; The present invention provides for cleaning of the water generated in an oil and gas production at a level where the impurity content in the oil form is close to zero, or at least as low as 10 or 5 ppm.
Várias vantagens são obtidas por uso de um separador líquido -líquido/gás, no qual a pressão é na faixa de 50 KPa a 2500 KPa (de 0,5 bara 25 bar). Pelo menos uma parte significativa do fluido condensado, adicio-nado à mistura, fica gasosa e liberada das fases líquidas no separador líqui-do - líquido/gás. A parte do fluido liberada como um gás no separador líquido- líquido/gás não precisa de aquecimento, para que seja separada do óleo,e, desse modo, energia é economizada na etapa de separação da fase oleo-sa/fluida, em comparação com o método descrito na técnica anterior. Apressão na faixa de 50 KPa a 2500 KPa (de 0,5 bar a 25 bar) permite a libe-ração de gás natural da mistura e é, além do mais, de particular vantagem quando o fluido adicionado à mistura for selecionado dos hidrocarbonetos deC1 a C8 preferidos, que têm afinidade a óleo e podem ser expulsos por ebuli-ção da mistura, quando a pressão no separador líquido - líquido/gás for infe-rior a 2500 KPa (25 bar). A fase aquosa tomada da saída para água no se-parador líquido - líquido/gás pode conter facilmente menos de 10 ppm ou 5ppm de impurezas, e é possível obter um nível abaixo de um limite superiorpara óleo na água de 1 ppm, e o método de acordo com a presente invençãopode mesmo permitir um limite superior para óleo na água tão baixo quanto0,01 ppm. Além do método de acordo com a presente invenção ser um pro-cesso efetivo em custo, também pode tratar uma grande quantidade de água(mistura). ^Several advantages are obtained by using a liquid-liquid / gas separator in which the pressure is in the range of 50 KPa to 2500 KPa (0.5 bara 25 bar). At least a significant portion of the condensed fluid added to the mixture is gaseous and released from the liquid phases in the liquid / gas separator. The part of the fluid released as a gas in the liquid-liquid / gas separator does not need heating to be separated from the oil, and thus energy is saved in the oil-sa / fluid phase separation step compared to the method described in the prior art. Pressure in the range of 50 KPa to 2500 KPa (from 0.5 bar to 25 bar) allows the release of natural gas from the mixture and is particularly advantageous when the fluid added to the mixture is selected from C1 hydrocarbons. to C8, which have oil affinity and can be boiled out of the mixture when the pressure in the liquid-liquid / gas separator is less than 2500 kPa (25 bar). The aqueous phase taken from the water outlet in the liquid-liquid / gas separator can easily contain less than 10 ppm or 5ppm impurities, and it is possible to get a level below an upper limit for oil in water of 1 ppm, and the method According to the present invention it may even allow an upper limit for oil in water as low as 0.01 ppm. In addition to the method according to the present invention being a cost effective process, it can also treat a large amount of water (mixture). ^
O separador líquido - líquido/gás pode ser um separador porgravidade convencional, um separador ciclônico ou uma unidade de flutua-ção compacta. A eficiência desses separadores é altamente aperfeiçoada,quando usados no método de acordo com a invenção. Um separador líquido- líquido/gás preferido, para uso de acordo com a invenção, é um tanque dedesgaseificação e flutuação combinadas, como descrito no pedido de paten-te EP 1335784 B1.De preferência, o fluido é um hidrocarboneto CrC8, isto é, umhidrocarboneto de C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 ou C8. O fluido é misturado ouinjetado na mistura compreendendo água, óleo e gás, a montante do, e, depreferência, no, duto de entrada para o separador líquido - líquido/gás. Ofluido selecionado dos gases CrC8, tendo afinidade para óleo e gás, é inje-tado e/ou combinado na mistura compreendendo água, óleo e gás, e absor-ve o hidrocarboneto da fase aquosa. No separador líquido - líquido/gás, ofluido é liberado como um gás, basicamente na forma de bolhas pequeninas,que, devido à afinidade delas para óleo e gás, facilitam e aperfeiçoam a se-paração do óleo/gás da água por flutuação. Uma pequena parte do fluidopode ficar na forma líquida incluída na fase oleosa/fluida.The liquid / liquid separator may be a conventional gravity separator, a cyclonic separator or a compact flotation unit. The efficiency of these separators is greatly improved when used in the method according to the invention. A preferred liquid-liquid / gas separator for use according to the invention is a combined degassing and flotation tank as described in patent application EP 1335784 B1. Preferably the fluid is a CrC8 hydrocarbon, i.e. a C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 or C8 hydrocarbon. The fluid is mixed or injected into the mixture comprising water, oil and gas, upstream of and preferably in the inlet duct for the liquid - liquid / gas separator. The fluid selected from CrC8 gases, having affinity for oil and gas, is injected and / or combined in the mixture comprising water, oil and gas, and absorbs the hydrocarbon from the aqueous phase. In the liquid - liquid / gas separator, the fluid is released as a gas, basically in the form of tiny bubbles, which, due to their affinity for oil and gas, facilitate and improve the separation of oil / gas from water by flotation. A small part of the fluid may be in liquid form included in the oil / fluid phase.
Embora o fluido possa ser qualquer hidrocarboneto de C1-C8,metano, etano, propano, butano, pentano, hexano, heptano e octano, inclu-indo isobutano e isopentano, etc., ou misturas deles, prefere-se que o fluidoseja um gás C5, pentano ou isopentano, ou hexano. Esses últimos, que sãoos fluidos preferidos, são condensáveis por uso de água do mar, como refri-gerante, e essa é uma vantagem distinta em vista da economia de energia,quando a limpeza da água é feita em áreas nas quais a água do mar é a-bundante.Although the fluid may be any C1-C8 hydrocarbon, methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane and octane, including isobutane and isopentane, etc., or mixtures thereof, it is preferred that the fluid is a gas. C5, pentane or isopentane, or hexane. The latter, which are the preferred fluids, are condensable by use of seawater as a coolant, and this is a distinct advantage in view of energy savings when cleaning water in areas where seawater is used. is a-butt.
Para facilitar e aperfeiçoar a separação da fase aquosa e da fa-se oleosa/fluida, o fluido é adicionado em uma quantidade de 0,02 - 1,8 Stm3 (Stm3) de fase gasosa por m3 da mistura, e, mais preferivelmente, emuma quantidade de 0,05 - 1,4 St m3 de fase gasosa por m3 da mistura. Antesda mistura, a fase gasosa é condensada, resfriada e/ou comprimida no esta-do líquido. Em uma base líquida, o fluido é adicionado preferivelmente emuma quantidade de 0,5 a 2 % em peso da mistura líquida. Em conjunto coma presente invenção, a dimensão St. m3 é usada como a unidade volumétri-ca de meio gasoso, em relação ao volume da mistura. A dimensão St. m3 émetro cúbico do meio gasoso. A dimensão St. m3 é padronizada dentro docampo em alto-mar (volume de gás seco a 15,6°C e a uma pressão de101,325 kPa). A pressão no separador líquido - líquido/gás é na faixa de 50a 2500 KPa (de 0,5 a 25 bar), e, de preferência, na faixa de 100 a 1500 KPa(de 1,0 a 15 bar).To facilitate and improve the separation of the aqueous phase and the oily / fluid phase, the fluid is added in an amount of 0.02 - 1.8 gas phase Stm3 (Stm3) per m3 of the mixture, and more preferably. in an amount of 0.05 - 1.4 St m3 of gas phase per m3 of the mixture. Prior to mixing, the gas phase is condensed, cooled and / or compressed into the liquid state. In a liquid base, the fluid is preferably added in an amount of 0.5 to 2% by weight of the liquid mixture. In conjunction with the present invention, the size St. m3 is used as the volumetric unit of gaseous medium relative to the volume of the mixture. The dimension St. m3 cubic meter of the gaseous medium. The St. m3 dimension is standardized within the offshore field (dry gas volume at 15.6 ° C and a pressure of 101.325 kPa). The pressure in the liquid - liquid / gas separator is in the range of 50 to 2500 KPa (from 0.5 to 25 bar), and preferably in the range of 100 to 1500 KPa (from 1.0 to 15 bar).
O fluido é recuperado e reciclado. A recuperação do fluido podeser obtida por destilação da fase oleosa/fluida, que pode resultar, tipicamen-te, em uma fase líquida compreendendo hidrocarbonetos mais pesados (a-proximadamente de Οβ ou mais) e uma fase gasosa compreendendo hidro-carbonetos mais leves (de C5 ou menos). A fase gasosa é depois submetidaa um processo de condensação, para condensar os constituintes C5. Quan-do o método é Usadoi em alto-mar ou na costa próximo do mar, é favorávelusar pentano como o fluido, pois a condensação pode usar água do marcomo o agente refrigerante. A água do mar tem, normalmente, uma tempera-tura de, por exemplo, aproximadamente, 2 - 18°C, adequadamente, 5 -15°C, que corresponde à temperatura de condensação de pentano em pres-sões baixas inferiores a 1500 KPa (15 bar), de preferência, inferiores a 1000KPa (10 bar). Desse modo, a condensação de constituintes C5 no recipientede condensação pode ser controlada por ajuste da pressão, em relação àtemperatura da água do mar usada como o agente refrigerante. Desse mo-do, uma condensação efetiva em custo do fluido pode ser estabelecida, euma pureza do fluido C5 superior a 99% pode ser obtida. Como vão reco-nhecer facilmente aqueles versados na técnica, esse ajuste de pressão, emrelação à temperatura, é também possível quando da utilização de constitu-intes de Ci a C4 ou de C5 a Ce, como o fluido. No entanto, o consumo de e-nergia global vai ser então pelo menos ligeiramente superior àquele para osconstituintes C5.The fluid is recovered and recycled. Recovery of the fluid may be achieved by distillation of the oil / fluid phase, which may typically result in a liquid phase comprising heavier hydrocarbons (approximately Οβ or more) and a gas phase comprising lighter hydrocarbons ( of C5 or less). The gas phase is then subjected to a condensation process to condense the C5 constituents. When the method is used offshore or offshore, it is favorable to use pentane as the fluid as condensation may use seawater as the refrigerant. Seawater typically has a temperature of, for example, approximately 2-18 ° C, suitably 5-15 ° C, which corresponds to the pentane condensing temperature at low pressures below 1500 KPa. (15 bar), preferably less than 1000 kPa (10 bar). Thus, the condensation of C5 constituents in the condensation container can be controlled by adjusting the pressure relative to the seawater temperature used as the refrigerant. In this way a cost effective condensation of the fluid can be established, a C5 fluid purity greater than 99% can be obtained. As those skilled in the art will readily recognize, this pressure-to-temperature adjustment is also possible when using C1 to C4 or C5 to Ce constituents such as the fluid. However, overall energy consumption will then be at least slightly higher than for C5 constituents.
De acordo com a invenção, um Ioop do fluido muito eficiente po-de ser estabelecido, no qual o fluido é injetado na mistura compreendendoágua, óleo e gás, para facilitar a separação da fase aquosa e da fase oleo-sa/fluida, e, subseqüentemente, o fluido é recuperado da fase oleosa/fluida ereciclado.According to the invention, a very efficient fluid Ioop may be established in which fluid is injected into the mixture comprising water, oil and gas to facilitate separation of the aqueous phase from the oil-sa / fluid phase, and, subsequently, the fluid is recovered from the oily / fluid phase and recycled.
De acordo com um exemplo do presente método, o gás compre-endido na mistura é gás natural. O gás natural é um constituinte normal deum poço de petróleo.According to an example of the present method, the gas comprised in the mixture is natural gas. Natural gas is a normal constituent of an oil well.
Em uma outra concretização preferida do método de acordo coma invenção, pode ser desejável misturar e/ou injetar um outro gás na misturacompreendendo água, óleo e gás no duto de entrada, para obter uma sepa-ração ainda melhor, de preferência, o outro gás é gás natural ou nitrogênio.O outro gás pode, pelo menos parcialmente, ser um gás recuperado da mis-tura compreendendo água, óleo e gás, e reciclado para injeção na mistura.In another preferred embodiment of the method according to the invention, it may be desirable to mix and / or inject another gas into the mixture comprising water, oil and gas in the inlet duct, to obtain an even better separation, preferably the other gas. it is natural gas or nitrogen. The other gas may, at least partially, be a gas recovered from the mixture comprising water, oil and gas, and recycled for injection into the mixture.
Em um outro aspecto, a presente invenção se refere a uma uni-dade industrial, para separação de uma mistura compreendendo água, óleoe gás, cuja unidade industrial compreende: pelo menos um separador líquido- líquido/gás, com um duto de entrada para a mistura compreendendo água,óleo e gás; uma saída para água; e uma saída para óleo/gás; cujo duto deentrada compreende um meio para injetar e/ou misturar um fluido na misturacompreendendo água, óleo e gás, um separador óleo/gás recebendo a faseoleosa/fluida da dita saída para óleo/gás, um recipiente de condensação pa-ra recuperar o fluido, cujo recipiente de condensação recebe uma fração ga-sosa do separador óleo/gás e é dotado com água do mar, como o agenterefrigerante, e uma bomba para reciclar o fluido condensado para o duto deentrada do separador líquido - líquido/gás.In another aspect, the present invention relates to an industrial unit for separating a mixture comprising water, oil and gas whose industrial unit comprises: at least one liquid-liquid / gas separator with an inlet duct for a mixture comprising water, oil and gas; an outlet for water; and an oil / gas outlet; whose inlet duct comprises a means for injecting and / or mixing a fluid in the mixture comprising water, oil and gas, an oil / gas separator receiving the oil / gas phase of said oil / gas outlet, a condensation vessel for recovering the fluid. , whose condensation container receives a gaseous fraction of the oil / gas separator and is provided with seawater, such as the refrigerant, and a pump for recycling condensate to the inlet duct of the liquid / gas separator.
A unidade industrial proporciona as vantagens mencionadas a-cima, em conjunto com o método de acordo com a presente invenção, e temuma eficiência de separação muito alta, isto é, a água purificada na plantatem um teor muito baixo de impurezas de óleo, se alguma, quando deixa oseparador líquido - líquido/gás. O fluido na forma líquida no duto de entradavai absorver o óleo na água e diminutas bolhas do fluido em forma gasosa,no separador, vão otimizar a separação do óleo e do gás da água, obtendo-se, desse modo, água de pureza muito alta. E a recuperação do fluidopro-porciona uma operação efetiva em custo da unidade industrial. A unidadeindustrial é preferivelmente localizada em alto-mar ou próximo do mar, e orecipiente de condensação é adaptado para utilizar água do mar como umagente refrigerante. Dessa maneira, uma condensação muito eficaz em cus-to é obtida. O fluido condensado é retornado e injetado na mistura a ser se-parada na unidade industrial. Desse modo, a unidade industrial de acordocom a invenção compreende um meio para recircular o fluido.Εm uma concretização preferida da unidade industrial de acordocom a invenção, o meio para injetar e/ou misturar é um misturador de formaanular com aberturas de bocais na superfície interna do anel. Esse mistura-dor proporciona uma boa mistura do fluido na mistura no duto de entrada. Oinjetor ou misturador pode compreender um ou mais bocais, para injetar ofluido na mistura no lado interno do misturador.The industrial unit provides the above mentioned advantages, together with the method according to the present invention, and has a very high separation efficiency, that is, the purified water in the plant has a very low oil impurity content, if any. , when leaving the liquid - liquid / gas separator. The liquid fluid in the inlet duct will absorb oil in the water and tiny bubbles of the gaseous fluid in the separator will optimize the separation of oil and gas from the water, thereby obtaining very high purity water. . And the recovery of the fluid provides a cost effective operation of the industrial unit. The industrial unit is preferably located offshore or near the sea, and the condensing container is adapted to use seawater as a refrigerant. In this way a very cost effective condensation is obtained. Condensed fluid is returned and injected into the mixture to be stopped at the industrial unit. Thus, the inventive industrial unit comprises a means for recirculating the fluid. In a preferred embodiment of the inventive industrial unit, the means for injecting and / or mixing is a nozzle-shaped mixer with nozzle openings on the inner surface. of the ring. This mixer provides good mixing of the fluid in the mixture in the inlet duct. The injector or mixer may comprise one or more nozzles for injecting fluid into the mixture on the inside of the mixer.
Para obter uma alta eficiência, prefere-se que o fluido seja umhidrocarboneto de C1-C8, de preferência, um hidrocarboneto C5, que temafinidade e miscibilidade muito boas com a fração oleosa na mistura.For high efficiency, it is preferred that the fluid be a C1-C8 hydrocarbon, preferably a C5 hydrocarbon, which has very good thefinity and miscibility with the oily fraction in the mixture.
De preferência, a unidade industrial compreende um separadoradicional, como o meio de recuperação, para separar a fase oleosa/fluida(compreendendo, opcionalmente, uma pequena quantidade de água) rejei-tada do separador para uma fase oleosa (compreendendo, opcionalmente,uma pequena quantidade de água) e uma fase gasosa. O separador adicio-nal é, de preferência, um aparelho de destilação. Um aparelho de destilaçãoé adequado para separar uma mistura em frações tendo densidades ou pe-sos molares específicos. A fração leve vai deixar o aparelho de destilaçãoem forma gasosa e a fração mais pesada vai deixar o aparelho de destilaçãoem forma líquida. Desse modo, o fluido e o gás da mistura vão deixar o apa-relho de destilação em forma gasosa, enquanto o óleo e a água residual op-cional vão deixar o aparelho de destilação em forma líquida.Preferably, the industrial unit comprises an additional separator as the recovery means for separating the oil / fluid phase (optionally comprising a small amount of water) discarded from the separator for an oil phase (optionally comprising a small amount of water) and a gas phase. The additional separator is preferably a distillation apparatus. A distillation apparatus is suitable for separating a mixture into fractions having specific molar densities or weights. The light fraction will leave the distillation apparatus in gaseous form and the heavier fraction will leave the distillation apparatus in liquid form. Thereby, the fluid and gas of the mixture will leave the distillation apparatus in gaseous form, while the oil and optional residual water will leave the distillation apparatus in liquid form.
Em uma concretização preferida, a unidade industrial compreen-de outro meio de recuperação para o fluido, na forma de um recipiente decondensação. Conseqüentemente, o gás deixando o aparelho de destilaçãoé levádo para.o recipiente de condensação, no quaUas condições de tempe-ratura e pressão são ajustadas de modo que o fluido condense, e os diferen-tes gases remanescentes, supridos à própria mistura deixem o condensadorcomo um gás. No caso de pentano, é possível obter um pentano com purezasuperior a 99%, como produto condensado do recipiente de condensação.Para aperfeiçoar ainda mais a separação na planta de acordo com a inven-ção, prefere-se que o duto de entrada compreenda um meio para injetar umoutro gás na mistura compreendendo água, óleo e gás. Isso vai aperfeiçoara capacidade de separação do separador líquido - líquido/gás. O outro gás éselecionado, de preferência, de gás natural, nitrogênio ou dióxido de carbo-no.In a preferred embodiment, the industrial unit comprises another recovery means for the fluid in the form of a condensation container. Consequently, the gas leaving the distillation apparatus is carried into the condensation vessel when the temperature and pressure conditions are adjusted so that the fluid condenses, and the different remaining gases supplied to the mixture itself leave the condenser as a gas. In the case of pentane, a pentane of greater than 99% purity may be obtained as condensed product from the condensation vessel. To further improve plant separation according to the invention, it is preferred that the inlet duct comprises a means for injecting another gas into the mixture comprising water, oil and gas. This will improve the separability of the liquid - liquid / gas separator. The other gas is preferably selected from natural gas, nitrogen or carbon dioxide.
A invenção também se refere ao uso de hidrocarbonetos C5, pa-ra separar uma mistura compreendendo água, óleo e gás em uma unidadeindustrial de produção de petróleo. Em particular, a invenção se refere aouso no qual os hidrocarbonetos C5 são recuperados e reciclados para a mis-tura compreendendo água, óleo e gás.The invention also relates to the use of C5 hydrocarbons to separate a mixture comprising water, oil and gas in a petroleum production unit. In particular, the invention relates to the time at which C5 hydrocarbons are recovered and recycled to the mixture comprising water, oil and gas.
As concretizações e os exemplos da presente invenção vão serexplicados a seguir em mais detalhes, com referência aos desenhos alta-mente esquemáticos, nos quais:Embodiments and examples of the present invention will be explained in more detail below with reference to the highly schematic drawings in which:
a Figura 1 mostra um diagrama básico de um método de acordocom a presente invenção;Figure 1 shows a basic diagram of a method according to the present invention;
as Figuras 2a e 2b ilustram uma concretização de um injetor degás, adequado para uso de acordo com a invenção; eFigures 2a and 2b illustrate one embodiment of a step injector suitable for use in accordance with the invention; and
a Figura 3 ilustra uma concretização de um separador líquido -líquido/gás.Figure 3 illustrates one embodiment of a liquid-liquid / gas separator.
No contexto da presente invenção, o termo mistura compreen-dendo água, óleo e gás se refere, de uma maneira geral, a uma mistura Ii-quido/gás de um poço de petróleo, na qual uma primeira separação de águado óleo e do gás, em uma ou mais etapas, ocorre tipicamente, e a fração deágua dessa separação requer uma outra limpeza ou separação, antes que aágua seja suficientemente limpa para descarte. A mistura pode compreenderimpurezas como óleo, gás e mesmo areia e argila. Um separador líquido -^líquido/gás 3 é um separador capaz deseparar dois líquidos, que são substancialmente imiscíveis e têm diferentesdensidades (isto é, o líquido pesado é água e o líquido leve é óleo), em queo gás está substancialmente disperso como diminutas bolhas nos líquidos. Ogás deixa, basicamente, o separador com o líquido leve (o óleo). Essa rela-ção é expressa como a fase oleosa/gasosa da fase oleosa/fluida.In the context of the present invention, the term mixture comprising water, oil and gas generally refers to a liquid / gas mixture of an oil well, in which a first separation of water oil and gas in one or more steps typically occurs, and the water fraction of this separation requires further cleaning or separation before the water is sufficiently clean for disposal. The mixture may comprise impurities such as oil, gas and even sand and clay. A liquid / gas separator 3 is a separator capable of separating two liquids, which are substantially immiscible and have different densities (i.e., the heavy liquid is water and the light liquid is oil), wherein the gas is substantially dispersed as tiny bubbles. in liquids. Ogás basically leaves the separator with the light liquid (the oil). This relationship is expressed as the oil / gas phase of the oil / fluid phase.
A fase aquosa deixando o separador líquido - líquido/gás podeconter traços de óleo e de gás, tal como uma fase oleosa/fluida deixando oseparador líquido - líquido/gás, que pode conter água (em condições nor-mais, o rejeito na forma da fase oleosa/fluida pode conter de 20 a 80% empeso de água). O rejeito na forma de fase oleosa/fluida constitui, tipicamen-te, de 0,1 a 6% em peso da mistura de influxo, de preferência, menos de 2%em peso da mistura de influxo na entrada para o separador líquido - líqui-do/gás 3.The aqueous phase leaving the liquid / liquid separator may contain traces of oil and gas, such as an oil / fluid phase leaving the liquid / liquid separator, which may contain water (under normal conditions, tailings in the form of oily / fluid phase may contain from 20 to 80% by weight of water). The waste in the oil / fluid phase form typically comprises from 0.1 to 6% by weight of the inflow mixture, preferably less than 2% by weight of the inlet inflow mixture for the liquid-liquid separator. -do / gas 3.
O separador líquido - líquido/gás 3 pode ser de um projeto comoo descrito no pedido de patente internacional WO 02/0411965, que é aquiincorporado na presente descrição por referência, ou pode ser de um projetocomo o ilustrado na Figura 3, ou pode ser de um outro projeto adequado.The liquid-liquid / gas separator 3 may be of a design as described in international patent application WO 02/0411965, which is incorporated herein by reference, or may be of a design as illustrated in Figure 3, or may be of another suitable project.
O fluido para injeção é, de preferência, um hidrocarboneto deC1-C8 ou uma mistura deles, particularmente, um hidrocarboneto C5. O fluidopode estar presente e ser utilizado em forma líquida ou gasosa, dependendoda pressão e da temperatura. Pareceu ser uma vantagem usar hidrocarbo-netos de C1-C8 como auxiliares de separação, pois esses hidrocarbonetostêm uma afinidade muito boa e podem, de uma forma relativamente fácil,mudar de fase de líquido para gás e vice-versa (com variações relativamentepequenas em pressão e temperatura, e, desse modo, com um consumo deenergia relativamente pequeno).The injection fluid is preferably a C1-C8 hydrocarbon or a mixture thereof, particularly a C5 hydrocarbon. The fluid may be present and used in liquid or gaseous form depending on pressure and temperature. It appeared to be an advantage to use C1-C8 hydrocarbons as separation aids, as these hydrocarbons have very good affinity and can relatively easily change from liquid to gas phase and vice versa (with relatively small variations in pressure). and temperature, and thus with relatively small energy consumption).
Na Figura 1, um fluxograma esquemático de uma unidade indus-trial 1 de acordo com a invenção é ilustrado, no qual o produto entrante, naforma da mistura compreendendo água, óleo e gás, é levado a um separa-dor líquido - líquido/gás 3 pela linha 2. No separador 3, a corrente entrante éseparada em uma fração aquosa e uma fração oleosa/fluida (compreenden-do, opcionalmente, uma pequena quantidade de água), que é retirada doseparador 3. A fração aquosa do separador é retirada no fundo do separador3 pela linha 4.In Figure 1, a schematic flowchart of an industrial unit 1 according to the invention is illustrated in which the incoming product, in the form of a mixture comprising water, oil and gas, is fed to a liquid-liquid / gas separator. 3 by line 2. In separator 3, the incoming stream is separated into an aqueous fraction and an oily / fluid fraction (optionally comprising a small amount of water), which is removed from separator 3. The aqueous fraction of the separator is withdrawn. at the bottom of separator3 by line 4.
A fração oleosa/fluida é retirada na parte de topo do separador 3pela linha 5. A fração oleosa/fluida, na linha 5, é resfriada durante a passa-gem por um primeiro comutador de calor 6, antes de entrar no aparelho dedestilação 7. No aparelho de destilação 7, a fração oleosa/fluida é separadaem uma fração leve e uma fração pesada. A fração pesada (incluindo óleo eopcionalmente água) deixa o aparelho de destilação 7 pela linha 8, e a fra-ção leve (incluindo constituintes C5) deixa o aparelho de destilação pela linha9. A fração Ieve1 que é substancialmente gasosa, é resfriada por um segun-do comutador de calor 10, antes de entrar no recipiente de condensação 11.The oily / fluid fraction is removed at the top of the separator 3 by line 5. The oily / fluid fraction in line 5 is cooled during passage by a first heat switch 6 before entering the distillation apparatus 7. In distillation apparatus 7, the oil / fluid fraction is separated into a light fraction and a heavy fraction. The heavy fraction (including oil and optionally water) leaves the distillation apparatus 7 along line 8, and the light fraction (including C5 constituents) leaves the distillation apparatus on line 9. The substantially gaseous fraction Ieve1 is cooled by a second heat switch 10 before entering the condensation vessel 11.
No recipiente de condensação 11, a parte mais pesada da fra-ção condensa como um líquido, enquanto que a fração mais leve permanecena forma gasosa e deixa o condensador 11 pela linha 12. A parte do con-densador é retirada do fundo do condensador 11 pela linha 13.In condensation vessel 11, the heaviest part of the fraction condenses as a liquid, while the lighter fraction remains gaseous and leaves condenser 11 along line 12. The condenser part is withdrawn from the bottom of condenser 11 by line 13.
O líquido condensado é pressurizado na bomba 14 e é retornadopela linha 15, para injeção na corrente entrante 2, como fluido substancial-mente na forma líquida. Quando a mistura entra no separador 3, o fluido ficasubstancialmente gasoso, devido à liberação de pressão (a pressão e tem-peratura no separador 3 são ajustadas para garantir isso). Uma parte do lí-quido condensado na linha 15 é reciclada de volta para o aparelho de desti-lação pela linha 16. O produto ou fluido do condensador 11 é injetado nacorrente entrante pelo injetor 17.The condensed liquid is pressurized at pump 14 and is returned by line 15 for injection into incoming stream 2 as substantially liquid in liquid form. When the mixture enters the separator 3, the fluid is substantially gaseous due to the pressure release (the pressure and temperature in the separator 3 are adjusted to ensure this). A portion of the condensate liquid on line 15 is recycled back to the distillation apparatus on line 16. Product or fluid from condenser 11 is injected into the incoming stream by injector 17.
Ainda um gás adicional pode ser injetado na corrente entrantepelo injetor 18, alimentado pela linha 19, por exemplo, gás combustível ounitrogênio.Still an additional gas may be injected into the incoming stream by injector 18, fed by line 19, for example, combustible gas or nitrogen.
Por razões de clareza, válvulas, sensores de pressão e outrosequipamentos, cuja presença é evidente para aqueles versados na técnica,foram excluídos.For reasons of clarity, valves, pressure sensors and other equipment, the presence of which is evident to those skilled in the art, have been excluded.
As Figuras 2a e 2b mostram um dispositivo de bocal 20 adequa-do para uso na invenção. O dispositivo de bocal consiste substancialmenteem um flange anular 21. A superfície periférica interna 22 do flange 21 é e-quipada com vários furos 23 (nessa concretização, seis furos 23). Os furos23 se comunicam com um canal 24 dentro do flange 21 (o canal 24 é mos-trado com linhas pontilhadas na Figura 2b). O canal 24 se comunica aindacom uma linha de suprimento 25 para o meio gasoso, que é presa na super-fície periférica externa 26 do flange 21. O dispositivo de bocal 20 é capaz deproporcionar uma boa combinação da mistura e do meio gasoso no duto deentrada 2 (Figura 1).A Figura 3 ilustra outra concretização do separador líquido - lí-quido/gás 3 na unidade industrial, e um método de acordo com a presenteinvenção. Um tanque substancialmente cilíndrico tem uma entrada dispostatangencialménte 82 para mistura compreendendo água, óleo e gás. A entra-da 82 se estende para uma abertura de entrada na parede do tanque. O se-parador 3 compreende ainda uma saída 84 para uma fração oleosa/fluida,no topo do tanque e em comunicação com a linha 5, e uma saída 83 paraágua, no fundo do tanque. A saída 84 é tipicamente para fluido tendo umamenor densidade do que a do fluido que sai pela saída 83.Figures 2a and 2b show a nozzle device 20 suitable for use in the invention. The nozzle device substantially consists of an annular flange 21. The inner peripheral surface 22 of the flange 21 is provided with several holes 23 (in this embodiment, six holes 23). Holes 23 communicate with a channel 24 within flange 21 (channel 24 is shown with dotted lines in Figure 2b). Channel 24 still communicates with a supply line 25 for the gaseous medium, which is attached to the outer peripheral surface 26 of flange 21. The nozzle device 20 is capable of providing a good combination of the mixture and the gaseous medium in the inlet duct. 2 (Figure 1). Figure 3 illustrates another embodiment of the liquid-liquid / gas separator 3 in the industrial unit, and a method according to the present invention. A substantially cylindrical tank has a substantially inlet port 82 for mixing comprising water, oil and gas. Inlet 82 extends into an inlet opening in the tank wall. The separator 3 further comprises an outlet 84 for an oil / fluid fraction at the top of the tank and in communication with line 5, and an outlet 83 for water at the bottom of the tank. Outlet 84 is typically for fluid having a lower density than that of fluid leaving outlet 83.
Logo abaixo do nível da entrada 82, é presa uma parede emforma de tronco de cone 85, que se projeta para cima e divide o tanque emuma parte superior 86 e uma parte inferior 87. A parede em forma de troncode cone se projetando ascendentemente 85 tem uma primeira abertura 88na extremidade superior, para propiciar comunicação entre as parte superior86 e a inferior 87 do separador 3. O ângulo indicado com uma seta curva 89,entre a parede lateral vertical do tanque e o lado superior da parede em for-ma de tronco de cone 85, é na faixa entre 15 e 70° de preferência, entre 20e 50°. Esse expressa a inclinação da parede em forma de tronco de cone 85.Just below inlet level 82, an upwardly extending cone-shaped wall 85 is secured and divides the tank into an upper portion 86 and a lower portion 87. The upwardly extending cone-shaped troncode wall 85 has a first aperture 88 at the upper end to provide communication between the upper 86 and lower 87 of the separator 3. The angle indicated with a curved arrow 89 between the vertical sidewall of the tank and the upper side of the trunk wall 85, is in the range 15 to 70 °, preferably 20 to 50 °. This expresses the inclination of the cone-shaped wall 85.
A parede em forma de tronco de cone 85 fica fora da primeiraabertura 88, equipada com uma segunda abertura 90 no nível da entrada 82.Como mostrado, a segunda abertura 90 é localizada na parede em forma detronco de cone 85, de tal modo que um líquido indo para o tanque separadorda entrada 82 vai girar cerca de 300e em torno da parte superior da paredeem forma de tronco de cone 85, na parte superior 86 do tanque, antes depassar pela segunda abertura 90 para a parte inferior do tanque 87.The cone-shaped wall 85 is outside the first aperture 88, equipped with a second opening 90 at the entry level 82. As shown, the second aperture 90 is located in the cone-shaped wall 85 such that a The liquid going into the separate tank at the inlet 82 will rotate about 300e about the top of the cone trunk wall 85 at the top 86 of the tank before passing through the second opening 90 to the bottom of the tank 87.
A entrada tangencial 82, em combinação com a parede cilíndricado tanque, proporciona a formação de um fluxo de vórtice na parte superiordo tanque e de um fluxo de vórtice na parte inferior do tanque. No entanto, ofluxo de vórtice pode formar um olho de vórtice no centro do tanque, cujoolho é isento de mistura líquida. A formação de um olho de vórtice é indese-jável, devido a uma diminuição de capacidade. Pareceu que a formação deum olho de vórtice pode ser evitada por colocação de um elemento alonga-do, tal como uma haste estendendo-se verticalmente 91 no centro do tan-que. A haste 91 se estende aproximadamente 2/3 da altura do tanque para otanque da área de fundo do tanque, onde a haste é presa em um elementocônico 92, que cobre a segunda saída 83, quando visto de cima, e, dessemodo, é um meio para acalmar uma corrente em torno da segunda saída. Oelemento cônico 92 pode ser, por exemplo, preso na parede do tanque poruso de duas ou mais barras planas. Também, a haste 91 pode ser presa naparede do tanque ou na parede em forma de tronco de cone 85 por váriasbarras planas, ou outros meios de suporte ou apoio, tal como um metal cir-cular. A segunda saída 83 pode ser equipada com uma válvula 93. Por ajus-te dessa válvula 93, o acúmulo de pressão pelo gás liberado da mistura notanque pode ser ajustado. O gás liberado da mistura é coletado na parte su-perior 86 do tanque. Quando o gás coletado desloca a mistura líquida, a umnível abaixo de uma abertura de saída 94 para a saída 84, o gás e o óleosão ejetados do tanque pela saída 84, devido à pressão do gás.Tangential inlet 82, in combination with the tank cylindrical wall, provides for the formation of a vortex flow at the top of the tank and a vortex flow at the bottom of the tank. However, the vortex flow can form a vortex eye in the center of the tank, whose eye is free of liquid mixing. The formation of a vortex eye is undesirable due to a decrease in capacity. It appeared that the formation of a vortex eye could be prevented by placing an elongate element, such as a vertically extending rod 91 in the center of the tank. Rod 91 extends approximately 2/3 from the height of the tank to the tank bottom area where the rod is attached to a conical element 92, which covers the second outlet 83, when viewed from above, and is therefore a means to calm a current around the second outlet. The tapered element 92 may, for example, be secured to the tank wall by the use of two or more flat bars. Also, the rod 91 may be secured to the tank wall or to the cone-shaped wall 85 by various flat bars, or other support or support means, such as a circular metal. The second outlet 83 may be equipped with a valve 93. By adjusting this valve 93, the pressure buildup by the gas released from the notch mixture may be adjusted. The gas released from the mixture is collected in the upper 86 of the tank. When the collected gas moves the liquid mixture below an outlet port 94 to outlet 84, the gas and oil are ejected from the tank through outlet 84 due to the gas pressure.
A unidade industrial e o método de acordo com a presente in-venção podem ser modificados dentro do âmbito das reivindicações da pa-tente em anexo. Os detalhes de várias concretizações podem ser combina-dos em novas concretizações dentro do âmbito das reivindicações da paten-te. É, por exemplo, possível proporcionar um tanque individual com duas oumais saídas para água e/ou com duas ou mais saídas para óleo/gás, e/oucom duas ou mais entradas para mistura ou mistura recirculada, se a misturafor recirculada. A saída individual pode ser dotada com uma válvula.The industrial unit and the method according to the present invention may be modified within the scope of the appended patent claims. Details of various embodiments may be combined into further embodiments within the scope of the patent claims. It is, for example, possible to provide an individual tank with two or more water outlets and / or with two or more oil / gas outlets, and / or with two or more recirculated mixing or mixing inlets if the mixture is recirculated. The individual outlet may be provided with a valve.
Exemplo 1Example 1
A invenção foi testada em uma umidade industrial corresponden-te à unidade industrial ilustrada na Figura 1.The invention was tested at an industrial humidity corresponding to the industrial unit illustrated in Figure 1.
A corrente entrante de água poluída (2 na Figura 1) monta a 10m3/h, com uma concentração de óleo de 30 ppm. No duto de entrada levan-do para o separador líquido - líquido/gás (3 na Figura 1; correspondente aotanque de desgaseificação e flutuação descrito no pedido de patente EP1335784 B1), a corrente entrante é injetada com 300 kg/h do fluido, tal comopentano.No. separador líquido - líquido/gás, a; corrente entrante é separa-da em uma corrente de água substancialmente pura (óleo em água abaixode 1 ppm), que é tirada do fundo do separador. Do topo do separador, saiuma corrente compreendendo óleo e fluido basicamente com gás com algu-ma água capturada (óleo/gás aproximadamente 320 kg/h, água aproxima-damente 195 kg/h).The incoming stream of polluted water (2 in Figure 1) mounts at 10m3 / h with an oil concentration of 30 ppm. In the inlet duct raised to the liquid-liquid / gas separator (3 in Figure 1; corresponding to the degassing and flotation tank described in patent application EP1335784 B1), the incoming stream is injected with 300 kg / h of fluid as asopentane.No. liquid separator - liquid / gas, a; The incoming stream is separated into a substantially pure water stream (oil in water below 1 ppm), which is taken from the bottom of the separator. From the top of the separator there is a stream comprising basically gas-oil and fluid with some captured water (oil / gas approximately 320 kg / hr, water approximately 195 kg / hr).
Essa última corrente é resfriada e enviada para um aparelho dedestilação (um extrator 7 na Figura 1). Do fundo do aparelho de destilação,uma fração líquida, compreendendo água e uma pequena quantidade de gáse óleo, é tirada. Do topo do aparelho de destilação, uma corrente gasosa,compreendendo o fluido, tal como pentano, e pequenas quantidades de á-gua e hidrocarbonetos pesados é tirada.This last stream is cooled and sent to a distillation apparatus (an extractor 7 in Figure 1). From the bottom of the distillation apparatus a liquid fraction comprising water and a small amount of gas and oil is taken. From the top of the distillation apparatus, a gaseous stream comprising fluid, such as pentane, and small amounts of water and heavy hydrocarbons are drawn.
A corrente gasosa é ainda resfriada e alimentada ao recipientede condensação (11 na Figura 1), no qual o fluido, tal como pentano, secondensa e é retirado para reciclagem.The gaseous stream is further cooled and fed to the condensation recipient (11 in Figure 1), in which the fluid, such as pentane, is secondense and withdrawn for recycling.
Como pode-se notar da Tabela 1, uma limpeza altamente efici-ente de água, combinada com uma reciclagem quase que completa do flui-do, tal como pentano (perda inferior a 0,5% por hora), é obtida.Tabela 1. Limpeza de água de acordo com a invenção.As can be seen from Table 1, a highly efficient cleaning of water combined with almost complete recycling of fluid such as pentane (loss less than 0.5% per hour) is achieved. Water cleaning according to the invention.
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Exemplo 2Example 2
Em uma unidade industrial, como a ilustrada na Figura 1, umacorrente de água em mistura com óleo e gás foi separada de uma correntede poço de petróleo, e a mistura rica em água foi alimentada à linha 2, auma vazão de 200 m3/h e a uma temperatura de cerca de 65°C e uma pres-são de de 250 KPa (2,5 bar). A mistura foi amostrada e checada para os teo-res de óleo em intervalos, e o teor de óleo foi de cerca de 25 ppm.O injetor 17, montado na linha 2, é suprido, pela linha 15, compentano, a uma vazão de 3.000 kg/h, a uma pressão de 500 KPa (5 bar) e auma temperatura de cerca de 75°C, e o pentano foi injetado e, desse modo,combinado com a mistura.In an industrial unit, as shown in Figure 1, a stream of water mixed with oil and gas was separated from an oil well stream, and the water-rich mixture was fed to line 2 at a flow rate of 200 m3 / h and a about 65 ° C and a pressure of 250 KPa (2.5 bar). The mixture was sampled and checked for oil contents at intervals, and the oil content was about 25 ppm. Injector 17, mounted on line 2, is supplied by line 15, compentane, to a flow rate of 3,000 kg / h at a pressure of 500 KPa (5 bar) and a temperature of about 75 ° C, and the pentane was injected and thus combined with the mixture.
A mistura continuou o seu escoamento pela linha 2 e passoupelo duto de entrada para o separador líquido - líquido/gás 3, no qual a pres-são caiu por cerca de de 200 KPa (2,0 bar), o que provocou a liberação depentano, no estado gasoso, da mistura. O separador líquido - líquido/gásseparou a mistura em uma corrente de água limpa, tirada pela linha 4 nofundo do separador 3, a uma vazão de 194 m3/h. A corrente de água limpafoi amostrada a intervalos regulares, e o teor médio de óleo foi medido comosendo inferior a 0,03 ppm.The mixture continued its flow through line 2 and the inlet duct to the liquid - liquid / gas separator 3, where the pressure dropped by about 200 kPa (2.0 bar), which caused the sudden release. in the gaseous state of the mixture. The liquid - liquid / gas separator separated the mixture into a stream of clean water drawn from line 4 in the bottom of separator 3 at a flow rate of 194 m3 / h. The clean water stream was sampled at regular intervals, and the average oil content was measured as less than 0.03 ppm.
Por uma saída no topo do separador 3, uma corrente de rejeitoescoou pela linha 5, a uma vazão de cerca de 9.000 kg/h e a uma pressãode cerca de 200 KPa (2 bar). A composição desse fluxo é água com 3.000kg/h de pentano, em uma condição basicamente gasosa, e cerca de 5 kg/hde óleo, cerca de 1.400 kg/h de gás natural da mistura suprida à linha 2 eum restante de água. A corrente na linha 5 escoou pelo comutador de calor6, que foi resfriado com água do mar a uma temperatura de cerca de 14°C.O fluxo foi resfriado e o pentano condensou no comutador de calor, e, nolado a jusante do comutador de calor, o fluxo continuou pela linha 5, a umapressão de cerca de 50 KPa (0,5 bar) e a uma temperatura de cerca de 20 a25°C.Through an outlet at the top of the separator 3, a tail stream flowed through line 5 at a flow rate of about 9,000 kg / h and a pressure of about 200 kPa (2 bar). The composition of this flow is water with 3,000kg / h of pentane, in a basically gaseous condition, and about 5 kg / h of oil, about 1,400 kg / h of natural gas from the mixture supplied to line 2 and a remainder of water. The current in line 5 flowed through the heat exchanger6, which was cooled with seawater to a temperature of about 14 ° C. The flow was cooled and the pentane condensed on the heat exchanger, and downstream of the heat exchanger the flow continued along line 5 at a pressure of about 50 kPa (0.5 bar) and at a temperature of about 20 to 25 ° C.
A linha 5 transferiu a corrente para a abertura de entrada no a-parelho de destilação 7,.nó qual o.pentano e os hidrocarbonetos mais Ie^esdo que o pentano foram extraídos do líquido por evaporação, e deixou o a-parelho 7 como uma corrente gasosa por uma saída para a linha 9. Do fundodo aparelho de destilação, uma fração líquida compreendendo uma fraçãolíquida compreendendo água e óleo e possivelmente hidrocarbonetos maisleves do que o pentano é tirada a uma vazão de cerca de 4.600 kg/h.Line 5 transferred the current to the inlet opening in the distillation apparatus 7, whereby the pentane and hydrocarbons older than the pentane were evaporated from the liquid, and left the apparatus 7 as a gaseous stream through an outlet to line 9. From the distillation apparatus bottom, a liquid fraction comprising a liquid fraction comprising water and oil and possibly lighter hydrocarbons than pentane is drawn at a flow rate of about 4,600 kg / h.
A corrente gasosa escoou pela linha 9, a uma vazão de cerca de5.900 kg/h, para o segundo comutador de calor 10, que foi resfriado comágua do mar a uma temperatura de cerca de 14°C. A corrente gasosa foiresfriada para logo abaixo da temperatura de condensação do pentano, e ofluxo resultante de líquido/gás foi suprido ao recipiente 11. No recipiente 11,os hidrocarbônetos mais leves do que o pentano saíram dele por uma saídapara a linha 12, e pentano líquido foi tirado pela linha 13 do fundo do recipi-ente 11, a uma vazão de cerca de 4.500 kg/h.The gas stream flowed from line 9 at a flow rate of about 5900 kg / h to the second heat exchanger 10 which was cooled with seawater at a temperature of about 14 ° C. The gaseous stream was cooled to just below the pentane condensing temperature, and the resulting liquid / gas flow was supplied to vessel 11. In vessel 11, hydrocarbons lighter than pentane exited from it through an outlet to line 12, and pentane The liquid was drawn through line 13 from the bottom of container 11 at a flow rate of about 4,500 kg / h.
A linha 13 transfere o fluxo de pentano para a bomba 14, quetransfere a corrente de pentano a uma pressão de cerca de 500 KPa (5 bar).A bomba supre pentano para o injetor 17 pela linha 15, a uma vazão de cer-ca de 3.000 kg/h, e a linha 16 proporcionou um fluxo de refluxo de pentanopara o aparelho de destilação 7, a uma vazão de cerca de 1.500 kg/h. A li-nha 16 foi dotada com um meio para redução de pressão e controle de es-coamento.Line 13 transfers the flow of pentane to pump 14, which transfers the pentane stream at a pressure of about 500 kPa (5 bar). The pentane pump surpasses injector 17 through line 15 at a flow rate of about 3,000 kg / hr, and line 16 provided a pentane reflux flow to the distillation apparatus 7 at a flow rate of about 1,500 kg / hr. Line 16 has been provided with a means for pressure reduction and flow control.
É óbvio que os exemplos mencionados acima não são Iimitan-tes, e que as vazões, pressões e temperaturas são adaptadas às condiçõesreais ao alcance. A mistura transferida para a linha 2 vai variar em composi-ção, temperatura e pressão com o tempo e de uma aplicação em outra. Parauma dada fonte e uma dada instalação de equipamento de processamento,as condições vão variar com as flutuações no fluxo da fonte tirado do reser-vatório, e também as temperaturas e pressões nos fluxos e nos meios deresfriamento, como água do mar, vão variar com a estação. E de uma insta-lação de produção para outra, pode haver variações consideráveis em com-posição, quantidade e temperatura da, por exemplo, mistura transferida paraa linha 2. Está dentro do conhecimento daqueles versados na técnica sele-cionar os parâmetros processuais relevantes à aplicação particular, com ba-se na descrição apresentada acima da presente invenção. Para dar um e-xemplo, se a temperatura na mistura suprida à linha 2 for consideravelmentemais baixa do que no Exemplo 2, e a pressão ligeiramente mais alta, entãopode-se selecionar adequadamente, por exemplo, butano, como o fluido pa-ra injeção na mistura, e se a temperatura for mais alta, por exemplo, pentanoou hexano pode ser selecionado. As pressões usadas são adaptadas paraas temperaturas relevantes, de modo que o fluido deixa o separador 3 basi-camente no estado gasoso, e pode-se, sem qualquer explicação adicionalpossível, adaptar, por exemplo, a temperatura e/ou a pressão no destilador7, de modo que o fluido evapora no destilador. E, como mencionado acima,outros agentes podem ser adicionados à mistura a montante do separador 3,tendo em vista otimizar o processo de separação no separador.It is obvious that the examples mentioned above are not limiting, and that the flow rates, pressures and temperatures are adapted to the actual range conditions. The mixture transferred to line 2 will vary in composition, temperature and pressure over time and from one application to another. For a given source and a given installation of processing equipment, conditions will vary with fluctuations in source flow from the reservoir, as well as temperatures and pressures in flows and cooling media, such as seawater, will vary with the station. And from one production facility to another, there may be considerable variations in composition, quantity and temperature of, for example, the mixture transferred to line 2. It is well known to those skilled in the art to select the process parameters relevant to particular application, based on the above description of the present invention. For example, if the temperature in the mixture supplied to line 2 is considerably lower than in Example 2, and the pressure slightly higher, then, for example, butane may be suitably selected as the injection fluid. in the mixture, and if the temperature is higher, for example pentane or hexane may be selected. The pressures used are adapted to the relevant temperatures, so that the fluid leaves the separator 3 basically in the gaseous state, and it is possible, without any further explanation, to adapt, for example, the temperature and / or the pressure in the distiller7, so that the fluid evaporates in the distiller. And as mentioned above, other agents may be added to the upstream mixture of separator 3 in order to optimize the separation process in the separator.
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